JP5593949B2

JP5593949B2 - Programmable logic controller

Info

Publication number: JP5593949B2
Application number: JP2010182289A
Authority: JP
Inventors: 義雄田中; 健志前西; 弘文岡本
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2010-08-17
Filing date: 2010-08-17
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2030-08-17
Also published as: JP2012043092A

Description

本発明は、出力モジュールとそれを用いたプログラマブルロジックコントローラに関し、詳しくは、出力モジュールの同期動作に関するものである。 The present invention relates to an output module and a programmable logic controller using the same, and more particularly to a synchronous operation of the output module.

図３は、従来のプログラマブルロジックコントローラ（以下、ＰＬＣという）の一例を示すブロック図である。図３において、ＰＬＣ１は、ＣＰＵモジュール１０と、入力モジュール２０と、出力モジュール３０とで構成されている。 FIG. 3 is a block diagram showing an example of a conventional programmable logic controller (hereinafter referred to as PLC). In FIG. 3, the PLC 1 includes a CPU module 10, an input module 20, and an output module 30.

ＣＰＵモジュール１０は、入力制御部１１と演算部１２と出力制御部１３が繰り返し順番に処理するように接続されている。 The CPU module 10 is connected so that the input control unit 11, the calculation unit 12, and the output control unit 13 repeatedly process in order.

入力モジュール２０は、入力部２１と入力処理部２２と入力データ格納部２３とが直列接続されている。そして、入力データ格納部２３は、ＣＰＵモジュール１０の入力制御部１１に接続されている。 In the input module 20, an input unit 21, an input processing unit 22, and an input data storage unit 23 are connected in series. The input data storage unit 23 is connected to the input control unit 11 of the CPU module 10.

出力モジュール３０は、出力データ格納部３１と出力処理部３２と出力部３３とが直列接続されている。そして、出力データ格納部３１には、ＣＰＵモジュール１０の出力制御部１３が接続されている。 In the output module 30, an output data storage unit 31, an output processing unit 32, and an output unit 33 are connected in series. The output data storage unit 31 is connected to the output control unit 13 of the CPU module 10.

このような構成において、ＣＰＵモジュール１０の入力制御部１１は入力モジュール２０に設けられた入力データ格納部２３の値を参照し、ＣＰＵモジュール１０の演算部１２は出力を演算し、ＣＰＵモジュール１０の出力制御部１３は出力モジュール３０内に設けられた出力データ格納部３１に演算部１２での演算結果を書き込むという動作を繰り返し実行する。 In such a configuration, the input control unit 11 of the CPU module 10 refers to the value of the input data storage unit 23 provided in the input module 20, the calculation unit 12 of the CPU module 10 calculates the output, and the CPU module 10 The output control unit 13 repeatedly executes an operation of writing a calculation result in the calculation unit 12 in an output data storage unit 31 provided in the output module 30.

入力モジュール２０は、モジュール外部の状態を入力部２１を介して取り込み、入力処理部２２で必要な加工処理を行った後、処理されたデータを入力データ格納部２３に格納する。 The input module 20 captures a state outside the module via the input unit 21, performs necessary processing in the input processing unit 22, and then stores the processed data in the input data storage unit 23.

出力モジュール３０は、出力データ格納部３１に格納された出力値を出力処理部３２で参照し、必要な加工処理を行った後、処理されたデータを出力部３３を介してモジュール外部に出力する。 The output module 30 refers to the output value stored in the output data storage unit 31 by the output processing unit 32, performs necessary processing, and then outputs the processed data to the outside of the module via the output unit 33. .

図４は、出力モジュール３０における出力処理部３２の具体的な構成例を示すブロック図である。出力処理部３２は、出力データ参照部３２１と出力演算部３２２と出力更新部３２３がループ状に直列接続されていて、出力データ参照部３２１には出力データ格納部３１が接続され、出力更新部３２３には出力部３３が接続されている。 FIG. 4 is a block diagram illustrating a specific configuration example of the output processing unit 32 in the output module 30. The output processing unit 32 includes an output data reference unit 321, an output calculation unit 322, and an output update unit 323 connected in series in a loop, and the output data reference unit 321 is connected to the output data storage unit 31, and the output update unit The output unit 33 is connected to the H.323.

出力処理部３２は、出力データ参照部３２１において出力データ格納部３１のデータを参照し、出力演算部３２２において確度を保持するための処理や出力部の仕様に合わせたデータの加工処理を行い、処理されたデータを出力更新部３２３を介して出力部３３に出力するという一連の動作を繰り返し実行する。なお、複数チャネルの出力を有している場合には、チャネル１、チャネル２、・・と有しているチャネルを順番に処理した後、再びチャネル１に戻るようにして、全チャネルを順番に更新していく。 The output processing unit 32 refers to the data in the output data storage unit 31 in the output data reference unit 321 and performs processing for maintaining accuracy in the output calculation unit 322 and processing of data in accordance with the specifications of the output unit, A series of operations of outputting the processed data to the output unit 33 via the output update unit 323 is repeatedly executed. If there are multiple channel outputs, after processing the channels that have channel 1, channel 2,... In order, return to channel 1 again, Update.

図５は、出力モジュール３０における出力更新の処理の流れを説明するタイミングチャートであり、４チャネル構成の例を示している。（ａ）はＣＰＵモジュール１０の各部で繰り返して実行される処理を表し、演算_ｎはｎ回目の演算を表している。このｎ回目の演算の結果は、演算_ｎに引き続いて実行される出力制御により、（ｂ）に示すように各チャネルの出力データ格納部３１に格納される。これら出力データ格納部３１に格納された演算結果は、（ｃ）に示すように出力処理部３２でチャネルの順番に処理される。そして、出力処理部３２の演算結果は、（ｄ）に示すように出力部３３を介してチャネル別に出力される。 FIG. 5 is a timing chart for explaining the flow of output update processing in the output module 30 and shows an example of a 4-channel configuration. (A) represents the process repeatedly performed by each part of CPU module 10, and the calculation _n represents the _nth calculation. The result of the n-th calculation is stored in the output data storage unit 31 of each channel as shown in (b) by output control executed subsequent to the calculation _n . The calculation results stored in these output data storage units 31 are processed in the order of channels by the output processing unit 32 as shown in (c). And the calculation result of the output process part 32 is output according to a channel via the output part 33, as shown to (d).

ここで、むだ時間１_ｎは、出力データ格納部３１に格納されたチャネル１のｎ回目の出力ＯＵＴ１_ｎの演算結果が、実際に出力部３３を介してチャネル１のｎ回目の出力ＯＵＴ１_ｎとして出力されるまでの時間を表している。 Here, in the dead time 1 _n , the calculation result of the n-th output OUT1 _n of the channel 1 stored in the output data storage unit 31 is actually set as the n-th output OUT1 _n of the channel 1 via the output unit 33. It represents the time until output.

特許文献１の段落００５５には、マスタユニット１１がＣＰＵユニット１０１と同期して入出力更新をサイクリックに行いつつ、スレーブ２と非同期に通信を行うことが記載されている。 Paragraph 0055 of Patent Document 1 describes that the master unit 11 communicates asynchronously with the slave 2 while performing input / output update cyclically in synchronization with the CPU unit 101.

特開２００６−２５２４８７号公報JP 2006-252487 A

しかし、図３に示す従来のＰＬＣの構成では、ＣＰＵモジュール１０における演算処理と出力モジュール３０における出力処理とが同期せずに実行していることから、出力制御部１３において出力データを出力モジュール３０の出力データ格納部３１に書き込んでから出力部３３を介して出力されるまでのむだ時間を管理することができなかった。 However, in the configuration of the conventional PLC shown in FIG. 3, the arithmetic processing in the CPU module 10 and the output processing in the output module 30 are executed without being synchronized, so that the output control unit 13 outputs the output data to the output module 30. The dead time from writing to the output data storage unit 31 to output through the output unit 33 could not be managed.

特に、出力モジュール３０が複数チャネルの出力を有している場合には、図５に示すように、その出力はチャネルの順番に更新されるため、むだ時間の大きさも、出力部３３に反映される順序も、ＣＰＵモジュール１０と出力モジュール３０での処理のタイミングによって変動するという問題があった。 In particular, when the output module 30 has outputs of a plurality of channels, as shown in FIG. 5, the output is updated in the order of the channels, so the amount of dead time is also reflected in the output unit 33. There is also a problem that the order in which the data is changed varies depending on the processing timing in the CPU module 10 and the output module 30.

このようなむだ時間の変動は、近年のＣＰＵモジュール１０における演算の高速化に伴い、ＰＬＣの安定動作に悪影響を及ぼすことになり、好ましくない。 Such a variation in the dead time is not preferable because it causes an adverse effect on the stable operation of the PLC as the computation speed of the CPU module 10 increases in recent years.

本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、安定した動作が得られる出力モジュールとそれを用いたプログラマブルロジックコントローラを提供することにある。 The present invention solves such problems, and an object of the present invention is to provide an output module capable of obtaining stable operation and a programmable logic controller using the same.

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
ＣＰＵモジュールに出力モジュールと入力モジュールが接続されたプログラマブルロジックコントローラにおいて、
前記出力モジュールは、出力データ格納部と出力処理部と出力部とが直列接続されるとともに前記出力データ格納部に格納される出力データの更新を監視する出力データ更新監視部を備え、前記出力データ格納部に格納される出力データが更新されたときのみ前記出力部から出力されるデータを更新し、
前記出力データ更新監視部における出力データ更新監視周期は、前記ＣＰＵモジュールから前記出力データ格納部への書込み周期に比べ十分に短い周期に設定されていることを特徴とする。 In order to achieve such a problem, the invention according to claim 1 of the present invention is:
In a programmable logic controller in which an output module and an input module are connected to a CPU module,
The output module includes an output data update monitoring unit configured to monitor an update of output data stored in the output data storage unit while an output data storage unit, an output processing unit, and an output unit are connected in series. Update the data output from the output unit only when the output data stored in the storage unit is updated,
The output data update monitoring period in the output data update monitoring unit is set to a period sufficiently shorter than the writing period from the CPU module to the output data storage unit .

請求項２記載の発明は、請求項１に記載のプログラマブルロジックコントローラにおいて、
前記出力モジュールには、前記ＣＰＵモジュールからの出力データの書込み順に出力データを処理するようにデータ処理の順番を管理する出力更新管理部を設けたことを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the programmable logic controller according to claim 1 ,
The output module is provided with an output update management unit that manages the order of data processing so that the output data is processed in the order of writing the output data from the CPU module.

これらの構成により、動作の安定した出力モジュールが得られ、この出力モジュールをプログラマブルロジックコントローラに実装することによって、動作の安定したプログラマブルロジックコントローラが実現できる。 With these configurations, an output module with stable operation can be obtained, and a programmable logic controller with stable operation can be realized by mounting the output module on the programmable logic controller.

本発明の一実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one Example of this invention. 図１の構成における出力更新の処理の流れを説明するタイミングチャートである。3 is a timing chart for explaining the flow of output update processing in the configuration of FIG. 1. 従来のプログラマブルロジックコントローラの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the conventional programmable logic controller. 従来の出力モジュール３０における出力処理部３２の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the output process part 32 in the conventional output module 30. FIG. 従来の出力モジュール３０における出力更新の処理の流れを説明するタイミングチャートである。6 is a timing chart for explaining the flow of output update processing in a conventional output module 30.

以下、本発明について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示すブロック図であり、図４と共通する部分には同一の符号を付けている。図１と図４の相違点は、図１では、図４の出力処理部３２を構成する出力データ参照部３２１と出力演算部３２２と出力更新部３２３のループ状直列接続を単なる直列接続に変更するとともに、出力データ参照部３２１の前段に、出力データ更新監視部３２４と出力更新管理部３２５をさらに直列接続していることである。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to portions common to FIG. The difference between FIG. 1 and FIG. 4 is that, in FIG. 1, the loop series connection of the output data reference unit 321, the output calculation unit 322, and the output update unit 323 constituting the output processing unit 32 of FIG. In addition, the output data update monitoring unit 324 and the output update management unit 325 are further connected in series before the output data reference unit 321.

すなわち、図１において、出力処理部３２は、出力データ参照部３２１と出力演算部３２２と出力更新部３２３が直列接続されていて、出力データ参照部３２１には出力データ格納部３１が接続され、出力更新部３２３には出力部３３が接続されている。そして、出力データ参照部３２１の前段には、出力データ更新監視部３２４と出力更新管理部３２５が直列接続され、出力データ更新監視部３２４には出力データ格納部３１の入力データが分岐入力されている。 That is, in FIG. 1, the output processing unit 32 includes an output data reference unit 321, an output calculation unit 322, and an output update unit 323 connected in series, and the output data reference unit 321 is connected to the output data storage unit 31. An output unit 33 is connected to the output update unit 323. An output data update monitoring unit 324 and an output update management unit 325 are connected in series before the output data reference unit 321, and the input data of the output data storage unit 31 is branched and input to the output data update monitoring unit 324. Yes.

ここで、出力データ更新監視部３２４は出力データ格納部３１に格納される出力データ更新を監視し、出力更新管理部３２５は出力データ格納部３１における出力データ更新処理を管理するものである。これらを設けることにより、出力データ参照部３２１における出力データ格納部３１のデータ参照結果に基いて、出力演算部３２２での確度を保持するための処理、出力部３３の仕様に合わせたデータの加工、出力更新部３２３から出力部３３への出力データを伝達などの一連の動作を、必要に応じて実行することができる。 Here, the output data update monitoring unit 324 monitors the update of output data stored in the output data storage unit 31, and the output update management unit 325 manages output data update processing in the output data storage unit 31. By providing these, based on the data reference result of the output data storage unit 31 in the output data reference unit 321, processing for maintaining the accuracy in the output calculation unit 322, processing of data in accordance with the specifications of the output unit 33 A series of operations such as transmission of output data from the output update unit 323 to the output unit 33 can be executed as necessary.

図２は、図１のように構成された出力モジュール３０における出力更新の処理の流れを説明するタイミングチャートであり、４チャネル構成の例を示している。（ａ）はＣＰＵモジュール１０の各部で繰り返して実行される処理を表し、演算_ｎはｎ回目の演算を表している。このｎ回目の演算の結果は、演算_ｎに引き続いて実行される出力制御により、（ｂ）に示すように各チャネルの出力データ格納部３１に格納される。 FIG. 2 is a timing chart for explaining the flow of output update processing in the output module 30 configured as shown in FIG. 1, and shows an example of a 4-channel configuration. (A) represents the process repeatedly performed by each part of CPU module 10, and the calculation _n represents the _nth calculation. The result of the n-th calculation is stored in the output data storage unit 31 of each channel as shown in (b) by output control executed subsequent to the calculation _n .

出力データ更新監視部３２４は、（ｃ）に示すようにＣＰＵモジュール１０から出力データ格納部３１への書込み周期に比べ十分に短い周期で出力データ格納部３１における出力データの更新を監視している。出力データの更新を確認すると、（ｄ）に示すように出力更新管理部３２５に更新されたチャネルを登録する。ここで、出力データ更新監視部３２４における出力更新監視の周期がＣＰＵモジュール１０から出力データ格納部３１への書込み周期に比べ十分に短いことにより、出力更新管理部３２５へのチャネルの登録を常に出力１から順番に処理されるように登録できる。 The output data update monitoring unit 324 monitors the update of the output data in the output data storage unit 31 at a period sufficiently shorter than the write cycle from the CPU module 10 to the output data storage unit 31 as shown in (c). . When the update of the output data is confirmed, the updated channel is registered in the output update management unit 325 as shown in (d). Here, since the output update monitoring cycle in the output data update monitoring unit 324 is sufficiently shorter than the write cycle from the CPU module 10 to the output data storage unit 31, channel registration in the output update management unit 325 is always output. Registration can be made so that processing is performed in order from 1.

出力更新管理部３２５は、登録された更新対象のチャネルについて、（ｅ）に示すように出力データ参照部３２１→出力演算部３２２→出力更新部３２３までの一連の処理をチャネルの順番に処理するように指示する。そして、更新対象のチャネルが無くなったら、更新対象チャネルの登録を待つ。出力データ参照部３２１→出力演算部３２２→出力更新部３２３までの一連の処理による演算結果は、（ｆ）に示すように出力部３３を介してチャネル別に出力される。 As shown in (e), the output update management unit 325 processes a series of processing from the output data reference unit 321 to the output calculation unit 322 to the output update unit 323 in the order of channels for the registered update target channel. To instruct. When there are no more update target channels, the process waits for the update target channel to be registered. The calculation results by the series of processing from the output data reference unit 321 to the output calculation unit 322 to the output update unit 323 are output for each channel via the output unit 33 as shown in (f).

図１の構成によれば、出力データ格納部３１のデータが更新されたときのみ出力部３３の更新が実行されるので、ＣＰＵモジュール１０の出力更新から実際の出力部３３の出力更新までの時間を短縮できる。 According to the configuration of FIG. 1, since the output unit 33 is updated only when the data in the output data storage unit 31 is updated, the time from the output update of the CPU module 10 to the actual output update of the output unit 33 is performed. Can be shortened.

また、出力データ更新監視部３２４における出力更新監視周期をＣＰＵモジュール１０から出力データ格納部３１への書込み周期に比べ十分に短くすることによって、出力更新管理部３２５への登録を常にＣＰＵモジュール１０からの書込みの順番に処理するように登録でき、出力モジュール３０における出力更新の順番を適切に管理できる。 In addition, by making the output update monitoring cycle in the output data update monitoring unit 324 sufficiently shorter than the writing cycle from the CPU module 10 to the output data storage unit 31, registration in the output update management unit 325 is always performed from the CPU module 10. Can be registered so that they are processed in the order of writing, and the output update order in the output module 30 can be appropriately managed.

そして、このように構成される出力処理部３２を有する出力モジュール３０をＰＬＣに組み込むことにより、ＣＰＵモジュール１０での出力更新から実際の出力部３３の出力更新までの時間を短縮し、かつ出力モジュール３０内で処理する順番をＣＰＵモジュール１０からの書込み順により管理することでむだ時間のぶれを管理でき、結果として、出力部３３をＣＰＵモジュール１０の動作に同期して動作させることで、出力モジュール３０がＣＰＵモジュール１０と非同期で運転することによる影響を軽減できる。 Then, by incorporating the output module 30 having the output processing unit 32 configured in this way into the PLC, the time from the output update in the CPU module 10 to the actual output update of the output unit 33 is shortened, and the output module By managing the order of processing in the CPU module 30 according to the order of writing from the CPU module 10, it is possible to manage the fluctuation of dead time. As a result, the output module 33 is operated in synchronism with the operation of the CPU module 10, so that the output module It is possible to reduce the influence of the 30 operating asynchronously with the CPU module 10.

また、上記実施例では、出力モジュールをＰＬＣに実装する例について説明したが、出力モジュールの実装対象は必ずしもＰＬＣに限るものではなく、その他のコントローラに実装してもよい。 Moreover, although the example which mounts an output module in PLC was demonstrated in the said Example, the mounting object of an output module is not necessarily restricted to PLC, You may mount in another controller.

以上説明したように、本発明によれば、安定した動作が得られる出力モジュールとそれを用いたプログラマブルロジックコントローラが実現できる。 As described above, according to the present invention, an output module capable of obtaining a stable operation and a programmable logic controller using the output module can be realized.

１０ＣＰＵモジュール
２０入力モジュール
３０出力モジュール
３１出力データ格納部
３２出力処理部
３２１出力データ参照部
３２２出力演算部
３２３出力更新部
３２４出力データ更新監視部
３２５出力更新管理部
３３出力部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 CPU module 20 Input module 30 Output module 31 Output data storage part 32 Output processing part 321 Output data reference part 322 Output operation part 323 Output update part 324 Output data update monitoring part 325 Output update management part 33 Output part

Claims

In a programmable logic controller in which an output module and an input module are connected to a CPU module,
The output module includes an output data update monitoring unit configured to monitor an update of output data stored in the output data storage unit while an output data storage unit, an output processing unit, and an output unit are connected in series. Update the data output from the output unit only when the output data stored in the storage unit is updated,
The programmable logic controller , wherein an output data update monitoring period in the output data update monitoring unit is set to a period sufficiently shorter than a writing period from the CPU module to the output data storage unit .

2. The programmable logic controller according to claim 1 , wherein the output module is provided with an output update management unit that manages the order of data processing so that the output data is processed in the order of writing of the output data from the CPU module. .